长期应力对高水平蹦床运动员脊柱形态特征的影响

2011-01-03宋雅伟李广凯张曦元

天津体育学院学报 2011年5期

宋雅伟，李广凯，张曦元

●成果报告

宋雅伟，李广凯，张曦元

目的：通过对脊柱形态的测量，找出长期冲击应力对蹦床运动员脊柱的影响。方法：通过Spinal Mouse脊柱测量仪，对8名高水平蹦床运动员和20名正常大学生进行脊柱测量，并进行比较，找出两者的差异之处。结果：运动员和大学生脊柱在静态和动态情况下角度都存在不同程度的差异。结论：通过对测得的脊柱数据进行比较分析，长期的冲击应力使得蹦床运动员直立时腰椎的生理弯曲变小，骨盆前倾减小，但是对胸椎的生理弯曲影响不大。在脊柱动态活动时，蹦床运动员胸椎的活动度变小，腰椎的活动度没有变化，骨盆活动度变大，脊柱总活动度变大。

蹦床；运动员；脊柱

脊柱位于背部中央，是人体的顶梁柱，正常脊柱从后背看，像一条由上到下的直线；从侧面看，有4个生理弯曲，呈现一个拉长的“S”形，它不仅能缓解来自下肢的震动，对大脑有保护作用，也能使躯干前后左右的对抗肌群处于最省力的平衡状态，而且还可以防止肌肉疲劳，对心、肺、肝、脾等内脏器官也有保护作用，更重要的是对于脊髓有保护作用，因此脊柱的健康关乎全身的健康[1]。而对于蹦床运动员，脊柱的作用更是不可小觑，脊柱的柔韧性、灵活性和稳定性对于运动员在空中姿势的稳定，动作的完成都起到很重要的作用。另外，蹦床运动是一项激烈的项目，长期的冲击对脊柱是否会有影响、造成怎样的影响，至今未见报道。所以，脊柱的健康对于蹦床运动员来说是至关重要的[2]。本文旨在通过Spinal Mouse脊柱测量仪，对8名高水平蹦床运动员和20名正常大学生进行脊柱测量，找出长期的冲击应力对脊柱的影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

8名高水平蹦床运动员，其中男4人（年龄（21.00±1.41）岁，身高（167.70±2.63）cm），女4人（年龄（21.80±1.50）岁，身高（157.14± 2.32）cm）。大学生数据库（样本量大于100）中挑选年龄、身高与蹦床运动员基本相似的某大学学生20名，男（年龄（20.50± 1.51）岁，身高（168.70±2.26）cm）10名，女（年龄（19.5±0.972）岁，身高（158.10±2.13）cm）10名。

1.2 研究方法

1.2.1 形态测量（1）一般身体形态测量。同一名专业测量员对运动员和大学生进行一般身体形态的测量，包括身高、体重、坐高、骨盆宽、跟腱长、上肢长等。

（2）脊柱测量。同一名专业测试人员运用Spinal Mouse脊柱电子测量仪对8名蹦床运动员与20名无脊柱受伤史大学生进行脊柱测量，采用“矢状面”站模式，即测量在矢状面站（直立、前屈、后伸）脊柱的变化情况。脊柱测量仪可以自动测量T1-S1之间各个椎体节段椎间角度变化，体位包括直立位、前屈位和后伸位（见图1）。

测量过程：在矢状面站时，要求测试者两脚与双腿并拢，脚尖绷直，然后前屈。前屈时双手尽最大能力触地，后伸要求达到最大弯曲度（人体不能倾倒）。测试完毕后，软件自动对脊柱进行计算得到各关节的角度、骶骨倾角、胸椎角度和、腰椎角度和、脊柱倾角指标，然后与选取的20名大学生进行对比。

2 结果与分析

由Spinal Mouse脊柱测量仪测得矢状面站时的指标，包括6列数值，其中3列是静态的，即直立、前屈、后伸时各个指标的数据，表示脊柱轮廓和姿势；以及3列动态的，即脊柱由直立到前屈活动时各个指标的改变、直立到后伸活动时各个指标的改变、前屈到后伸活动时各个指标的改变，表示脊柱轮廓的改变和活动度[3]。

2.1 直立站时的比较（静态指标）

脊柱在日常的生活、学习、劳动、锻炼等活动中很容易受到伤害，从而使26节椎骨发生各种各样的移位。没有发生任何脊椎移位的脊柱几乎是没有的，从静态直立数据可以反映出脊柱的某种变化。

由表1可以看出，女运动员和女大学生在直立站时，腰椎角度和和骶骨倾角有差异，男运动员和男大学生在直立站时的腰椎角度和有差异，骶骨倾角有显著性差异。

表1 矢状面站立脊柱直立位各椎体间角度变化Tab.1 Sagittal standing upright spine angle changes between the vertebrae

2.2 脊柱各角度总活动度的变化

矢状面站时，脊柱从前屈到后伸，直立到前屈，直立到后伸这几个动态的活动范围能够反应脊柱的总活动度，以此来反应脊柱的柔韧性。

由表2可以看出，女运动员和女大学生胸椎角度和在前屈到后伸活动范围上有差异，骶骨倾角存在显著性差异。男运动员和男大学生胸椎角度和在前屈和后伸时活动范围存有差异，骶骨倾角有差异，倾斜角存在显著性差异。

表2 矢状面站立脊柱前屈到后伸位各椎体间角度变化Tab.2 Sagittal standing spinal flexion to extension position changes the angle between the vertebral

由表3可以看出，女运动员和女大学生胸椎角度和在直立到前屈活动范围上存在显著性差异，骶骨倾角存在显著性差异，倾斜角存在差异。男运动员和男大学生胸椎角度和在直立到前屈活动范围上存在显著性差异，骶骨倾角有差异。

表3 矢状面站立脊柱直立到前屈位各椎体间角度变化Tab.3 Sagittal spine to stand upright to flexion angle changes between the vertebrae

由表4可以看出，女运动员和女大学生在直立到后伸活动范围上数据没有统计学意义。男运动员和男大学生在直立到后伸活动范围上倾斜角有显著性差异。

表4 矢状面站立脊柱直立到后伸位各椎体间角度变化Tab.4 Sagittal spine upright standing position to the extension angle changes between the vertebrae

3 讨论

3.1 胸椎角度和

胸椎角度和，代表从Th1到Th12整个胸椎的总体曲度和活动度。负角代表脊柱向前弯曲或后伸，正角代表脊柱向后弯曲或前屈。其值代表Th1/2到Th11/12，11个胸椎节段角度的总和。对于整个胸椎的曲度和活动度，由于胸椎本身的活动度就不是很大，前方受到胸骨和肋骨的限制，使得胸椎的整体运动范围较为局限。

直立时运动员和大学生的胸椎活动度变化不大，但是在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸活动时，运动员的胸椎角度比大学生的要小的多。一方面可能是由于蹦床运动的“美”字的体现，运动员在完成空翻动作的过程中身体姿势优美，在空中保持上身直立，让人看起来更加的优美[4]。这样，胸部基本上是锁死的，使得胸椎的活动度只能这么小，尤其是Th4/5，观察测得的数据发现，女运动员在直立到前屈的动作时，这个节段椎骨的角度变化为零。另一方面可能是由于完成动作后的落地压网以及蹬伸后的离网阶段，上身直立能够更有利于力的传递[5]，而长期的冲击应力，使得运动员的胸椎角度在动态过程中变得比大学生要小的多。

3.2 腰椎角度和

腰椎角度和，代表Th12到S1整个腰椎的总体曲度和活动度。负角代表脊柱向前弯曲或后伸，正角代表脊柱向后弯曲或前屈，其值代表Th12/L1到L5/S1，6个腰椎节段角度的总和（由于Th12/L1的活动性较大，所以将它计算到腰椎节段中）。

在直立站位时，运动员的整个腰椎的曲度和活动度比大学生小，并且在测量时，何雯娜的腰部已经看不出正常的生理弯曲。一方面可能是因为蹦床着网时，运动员直体落床，身体保持适度的紧张，尤其是腰部，不能因屈体而使腰部自然地产生缓冲动作，因为这样就不能使力集中作用于网，应该使上体保持直立，以保证上体的力有效地作用于网上，获得一个大的反弹力[6]，而这种长期的冲击应力对腰椎自然造成了损坏，破坏了腰部的自然生理弯曲。另一方面可能是由于在蹬伸阶段后的离网，获得的反弹力向上传递，腰部也要与下落时一样，保持紧张。腰部长期紧张，而蹦床所给予的冲击力使得腰椎的弯曲度发生变化。但是在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸的动态活动范围，运动员和大学生基本上是一致的，两者没有差异。这说明腰部的柔韧性很好，在空中完成一系列空翻动作能够很灵活。

颜慧等对我国优秀蹦床运动员运动损伤进行调查发现，蹦床运动员损伤的部位排在第二的是躯干，占总比例的33.8%[7]。躯干损伤主要体现在腰椎（腰肌）损伤部位，也是损伤最严重的部位[8]。大多数损伤都有腰椎间盘退变的内因基础，再加上外伤诱因而发病。蹦床运动员在弹网时，弹网的反弹力对脊柱产生一个纵向的冲击力，这两种力都使椎间盘内压升高，椎间盘则可能由于反复长时间的冲击力而变性。其次，蹦床运动员躯体空翻时，腰极度前屈，紧接着做转体动作，如果没有充分伸展身体，腰在前屈的同时旋转，动作稍有不协调，可能导致腰椎间盘损伤，这也是运动员的整个腰椎的曲度和活动度比大学生小的原因。

3.3 骶骨倾角

骶骨倾角，是指骶骨的体表轮廓线与垂直线之间的夹角。因为骶骨和髂骨之间是由几乎不能活动的骶髂关节所连接，所以骶骨倾角能代表骨盆的空间位置（骨盆和骶骨的活动是同步的）。人体直立时，骨盆呈倾斜位，即骶骨倾角为正值，这一点运动员和大学生都是吻合的。

直立时运动员的骶骨倾角比大学生小，相反在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸这几个动态的活动范围骶骨倾角比大学生大，并且两者存在显著性差异，具有统计学意义，而在活动时，运动员的骶骨倾角比大学生的大的多，这可能是由于蹦床的专项特点，运动员骨盆灵活性很大，能够使运动员在空中灵活的完成空翻等动作。

运动员直立站立相当于蹦床运动中着网前的身体姿势，即运动员从完成空中翻转动作开始进入下落过程的阶段，下落的任务是双臂紧贴身体两侧，保持身体正直姿势由高点向下飘落。落网前的脚尖应始终保持绷直状态，固定身体各环节，力求使身体成为一个刚体落网[9]。这可能是由于直立时，就像蹦床着网时，髋部保持紧张，长期的冲击应力使得这种角度变的越小。

为了使蹬伸过程中，肌肉收缩产生的力很好的转化为网的弹性势能，运动员在空中就需要做好使人体蹬伸的身体姿势的准备。收髋收膝，上体下沉，保持上体的直立，以保证身体的力有效地作用于网上，否则，运动员会因屈体导致腰部自然的产生缓冲作用，使力不能集中作用于网，容易造成髋部一些关节的损伤。接触网短时间内，收髋收膝使伸展身体的相关肌肉受到牵拉而拉长，预先增加其张力，会增加肌肉的收缩力。如果蹬伸力大于反弹力，则此力作用于网上的时间越长，冲量越大，压网也越深。从这个角度来考虑，运动员在空中应尽可能地收缩髋膝关节，拉长蹬伸距离，为落网后的蹬伸做好准备[10]。长期的这种收髋收膝动作，使得运动员控制骨盆前倾的肌肉变得厚实、有力，从而使运动员直立站时出现了这种适应性变化，骨盆前倾角度变小。

3.4 倾斜角

倾斜角，是倾角线和垂直线之间的夹角。Th1到S1的连线，代表倾角线，它非常直观反映整个脊柱的运动幅度，直观反映脊柱直立位姿势及活动度。在直立姿势下倾角线应该是垂直的（通过Th1所作的垂线通过股骨大转子和双脚支持面的中点）。健康的受试者站立时一般会稍向前倾，运动员和大学生的倾斜角没有差异，都属正常范围，说明冲击并没有对脊柱直立倾斜角造成影响。在直立到前屈，直立到后伸，前屈到后伸活动范围，运动员的倾斜角变化的大，说明整个脊柱的总活动度比较大。

4结论

通过对测得的脊柱数据进行比较分析，长期的冲击应力使得优秀蹦床运动员直立时的腰椎的生理弯曲变小，骨盆前倾减小，但是对胸椎的生理弯曲影响不大。在脊柱动态活动时，蹦床运动员胸椎的活动度变小，腰椎的活动度没有变化，骨盆活动度变大，脊柱总活动度变大。

脊柱是人体的顶梁柱，在人体中起的重要的作用，长期的冲击应力对蹦床运动员的脊柱形态产生了影响。为了减小这种冲击应力对脊柱的影响，建议教练员应在训练结束，增加一些对胸部，腰部，髋部的放松训练。另外，小孩子练习蹦床时，注意不应过早的进行专项训练，以及在训练时可以采用少量多次的训练方法，使脊柱能够在训练后得到充分的恢复，以免对脊柱的发展产生不良的影响。

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Long-Term Impact of Stress on the Spine of High Level Trampoline Athletes

SONG Yawei，LI Guangkai，ZHANG Xiyuan
（Dept of Sports and Health Science，Nanjing Institute of Physical Education，Nanjing 210014，China）

Objective：To measure spine morphology，and to identify long-term impact of stress on the spine of trampoline athletes.Methods：Spinal Mouse spinal measuring instrument was used to test 8 high trampoline athletes and 20 normal college students.The corresponding comparison was conducted to identify the differences between the two.Results：There had some degrees of difference between the static and dynamic spine angle for both athletes and students.Conclusions：The spine of the measured data for comparative analysis of the impact of long-term stress makes the lumbar spine during upright trampolining physiological bending smaller PTLT reduced，but the physiological bending thoracic little effect.Dynamic activities in the spine，thoracic trampolining activities for smaller，no change in the activity of lumbar and pelvic activity became larger，the total activity of spinal bigger.

trampoline；athlete；spine

G 804.6；G 838

1005-0000（2011）05-0390-03

2010-09-02；

2011-08-26；录用日期：2011-08-30

国家科技支撑计划项目（项目编号：2006BAK37B02）

宋雅伟（1970-），男，江苏连云港人，博士，教授，研究方向为解剖学、运动生物力学。

南京体育学院运动健康科学系，江苏南京210014。